專(zhuān)利名稱(chēng)：高效“t”形葉輪自適應(yīng)變形葉片風(fēng)車(chē)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新的風(fēng)能高效率轉(zhuǎn)換的動(dòng)力裝置，特別涉及一種高效“Τ”形葉輪自適應(yīng)變形葉片風(fēng)車(chē)。
背景技術(shù)：
在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，一種對(duì)葉輪及通常稱(chēng)為螺旋槳的制造和改進(jìn)方法長(zhǎng)期以來(lái)一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，螺旋槳結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)性能的好壞直接影響到風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率和發(fā)電質(zhì)量以及投資成本，關(guān)于風(fēng)能資源它是一種自然現(xiàn)象，特別是風(fēng)速的大小、風(fēng)力的強(qiáng)弱，以及陣風(fēng)、渦旋風(fēng)和大幅度脈動(dòng)狀態(tài)風(fēng)變化多端，令人難以掌控，傳統(tǒng)的方法是采用多級(jí)齒輪增速、變檔調(diào)速、強(qiáng)風(fēng)偏航控制和對(duì)一個(gè)十分笨重的螺旋槳進(jìn)行變漿距控制，實(shí)在是煩瑣不堪，更為重要的是成本大量增加和長(zhǎng)期運(yùn)行中降低工作的可靠性，當(dāng)前需要迫切解決風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置，包括沿海強(qiáng)風(fēng)地區(qū)應(yīng)用，而更需要的是內(nèi)地建筑物或地面上的中小風(fēng)和微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電或大型風(fēng)動(dòng)力裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:要從根本上徹底改變螺旋槳的結(jié)構(gòu)，提供在強(qiáng)風(fēng)狀態(tài)下作為減速運(yùn)行的園桶形葉輪，提供在微風(fēng)或中等風(fēng)速狀態(tài)下作為常規(guī)運(yùn)行的平面葉輪，特別是在平面葉輪中采用主要作用為增速和穩(wěn)速目的的彈性葉片。本發(fā)明采用了一種高效“Τ”形葉輪自適應(yīng)變形葉片風(fēng)車(chē)，其特征在于:有一種垂直的轉(zhuǎn)軸和軸端輪盤(pán)，在輪盤(pán)的下方安裝一個(gè)并與軸向延伸的小直徑園桶形葉輪，同時(shí)在輪盤(pán)的上方安裝一個(gè)并緊靠輪盤(pán)面延伸的大直徑園平面葉輪，這兩種葉輪的緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)高效利用風(fēng)能，其中平面葉輪由固定在輪盤(pán)上的設(shè)計(jì)一對(duì)或多對(duì)長(zhǎng)管空心葉片柄、在葉片柄的上方安裝金屬或非金屬?gòu)椥匀~片為主變形葉片；在葉片柄的下方安裝受重力、離心力和風(fēng)力交替作用的活動(dòng)葉片為副變形葉片。小直徑園桶形葉輪由薄板金屬材料制成，亦可采用紡織材料與粘合劑模壓而成，將桶身切割成窗扇形葉片2到6只，桶口向下、桶底與輪盤(pán)采用螺栓固定，在園桶形葉輪的腰部設(shè)有I到6只不銹鋼絲環(huán)圈，用以減少和限制葉片的離心力變形。平面葉輪的葉片柄由金屬方管或扁管制成，在其每只葉片柄的上方固定安裝剪刀形彈性金屬葉片或由紡織材料與粘合劑制成的非金屬葉片，事先在未受風(fēng)力作用下將葉片平面與旋轉(zhuǎn)面調(diào)整為O角度，以將自然空氣阻力降到最小的限度，平面葉輪處于非螺旋狀態(tài)下運(yùn)行，使整個(gè)平面葉輪產(chǎn)生慣性飛輪作用，在葉片受到風(fēng)力作用，其葉片產(chǎn)生變形角度，使平面葉輪處于螺旋狀態(tài)下運(yùn)行，由于葉片能隨風(fēng)力強(qiáng)度的變化自適應(yīng)改變角度，其葉片角越小在同樣風(fēng)量經(jīng)過(guò)葉輪時(shí)轉(zhuǎn)速就越高，平面葉輪的彈性葉片可根據(jù)風(fēng)力強(qiáng)度自適應(yīng)改變角度，完整實(shí)現(xiàn)和提供風(fēng)輪在運(yùn)行過(guò)程中減輕空氣阻力、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和降低氣流噪聲，由于這種葉輪的優(yōu)良性能，其整個(gè)風(fēng)車(chē)的轉(zhuǎn)速可比傳統(tǒng)的螺旋漿風(fēng)車(chē)高出2.5到3.5倍；在其每只葉片柄的下方安裝剪刀形活動(dòng)變形葉片寬度尺寸小于彈性葉片，該葉片在風(fēng)輪剛剛啟動(dòng)或弱風(fēng)時(shí)葉片自然下垂，與彈性葉片夾角擴(kuò)大，達(dá)到增大受風(fēng)面積和增大旋轉(zhuǎn)扭矩，在風(fēng)輪轉(zhuǎn)速較高或風(fēng)力繼續(xù)增強(qiáng)時(shí)，該活動(dòng)葉片受離心力的控制，與彈性葉片夾角縮小，使受風(fēng)面積進(jìn)一步降低，完成風(fēng)輪的二次穩(wěn)速，本發(fā)明采用彈性葉片增加轉(zhuǎn)速，同時(shí)采用了活動(dòng)葉片提高扭矩，損掉了齒輪增速機(jī)構(gòu)和變檔的昂貴成本，而更顯著的進(jìn)步是大大提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性。
具體實(shí)施例方式在建筑屋頂上安裝高效“T”形葉輪自適應(yīng)變形葉片風(fēng)車(chē)，選擇在屋頂?shù)膲翘幉捎没炷令A(yù)制四點(diǎn)式鋼架連接座，制備一只低高度梯臺(tái)形鋼架，將鋼架與鋼架座采用四只膨脹螺栓固定，然后在鋼架的頂部立式安裝發(fā)電機(jī)，最后將高效“T”形葉輪自適應(yīng)變形葉片風(fēng)車(chē)與發(fā)電機(jī)軸采用定位銷(xiāo)和螺母固定連接。值得注意的是，在風(fēng)吹向房屋時(shí)即風(fēng)流場(chǎng)受到房屋垂面阻擋障礙，風(fēng)流場(chǎng)將以大于附近平均風(fēng)速并由水平方向轉(zhuǎn)為偏向垂直方向向上浮吹的“S”流向風(fēng)，這種風(fēng)流狀況在4米以下的風(fēng)速，可向上浮吹2米左右，因此變形葉片風(fēng)車(chē)的安裝高度應(yīng)控制1.5米左右。實(shí)施例:本發(fā)明所述的“T”形風(fēng)車(chē)在大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用，對(duì)于50到200千瓦的中型動(dòng)力裝置或風(fēng)力發(fā)電機(jī)可采用低高度鋼架立式安裝方式，對(duì)于驅(qū)動(dòng)大型空調(diào)或采暖裝置，一律采用低高度塔架立式安裝方式，對(duì)于0.5到2兆瓦的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在發(fā)電機(jī)軸上單一安裝平面葉輪，將葉片長(zhǎng)度比傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度尺寸縮短20%，同時(shí)將塔架高度和塔架材料相應(yīng)減少。本發(fā)明所述的自適應(yīng)變形葉片風(fēng)車(chē)，從理論上講在同等功率和同等風(fēng)速條件下與傳統(tǒng)風(fēng)車(chē)相比，可將轉(zhuǎn)速提升到10倍，其隨著工作效率的提高，其輸出動(dòng)力相應(yīng)增加，該技術(shù)可實(shí)用于微風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)的發(fā)電、抽水、空調(diào)驅(qū)動(dòng)、采暖和所需要的相關(guān)動(dòng)力設(shè)備。
權(quán)利要求
1.高效“T”形葉輪自適應(yīng)變形葉片風(fēng)車(chē)，其特征在于:由一根垂直的轉(zhuǎn)軸和軸端輪盤(pán)，在輪盤(pán)的下方安裝一個(gè)并與軸向延伸的小直徑園桶形葉輪，同時(shí)在輪盤(pán)的上方安裝一個(gè)并緊靠輪盤(pán)面延伸的大直徑園平面葉輪，這兩種葉輪的緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)高效利用風(fēng)能，其中平面葉輪由固定在輪盤(pán)上的設(shè)計(jì)一對(duì)或多對(duì)長(zhǎng)管空心葉片柄、在葉片柄的上方安裝金屬或非金屬?gòu)椥匀~片為主變形葉片；在葉片柄的下方安裝受重力、離心力和風(fēng)力交替作用的活動(dòng)葉片為副變形葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)車(chē)，其特征是:小直徑園桶形葉輪由薄板金屬料制成，亦可采用紡織材料與粘合劑模壓而成，將桶身切割成窗扇式葉片2到6只，桶口向下、桶底與輪盤(pán)采用螺栓固定，在園桶形葉輪的腰部設(shè)有I到6只不銹鋼絲環(huán)圈，用以減少和限制葉片的離心力變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)車(chē)，其特征是:平面葉輪的葉片柄由金屬方管或扁管制成，在其每只葉片柄的上方固定安裝剪刀形彈性金屬葉片或由紡織材料與粘合劑制成的非金屬葉片，事先在未受風(fēng)力作用下將葉片平面與旋轉(zhuǎn)面調(diào)整為O角度，以將自然空氣阻力降到最小的限度，使平面葉輪處于非螺旋狀態(tài)下運(yùn)行，在葉片受到風(fēng)力作用，其葉片產(chǎn)生變形角度，使平面葉輪處于螺旋狀態(tài)下運(yùn)行，由于葉片能隨風(fēng)力強(qiáng)度的變化自適應(yīng)改變角度，完整實(shí)現(xiàn)和提供風(fēng)輪在運(yùn)行過(guò)程中減輕空氣阻力、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和降低氣流噪聲；在其每只葉片柄的下方安裝剪刀形活動(dòng)變形葉片切片寬度值小于彈性葉片，該葉片在風(fēng)輪剛剛啟動(dòng)或弱風(fēng)時(shí)葉片自然下垂，與彈性葉片夾角擴(kuò)大，達(dá)到增大受風(fēng)面積和增大旋轉(zhuǎn)扭矩，在風(fēng)輪轉(zhuǎn)速較高或風(fēng)力繼續(xù)增強(qiáng)時(shí)，該活動(dòng)葉片受離心力的控制，與彈性葉片夾角縮小，使受風(fēng)面積進(jìn)一步降低，完成風(fēng)輪的二次穩(wěn)速。
全文摘要
高效“T”形葉輪自適應(yīng)變形葉片風(fēng)車(chē)，本發(fā)明公開(kāi)一種寬風(fēng)速范圍應(yīng)用的高扭矩高轉(zhuǎn)速組合葉輪風(fēng)車(chē)，該風(fēng)車(chē)結(jié)構(gòu)為一個(gè)小直徑園桶形葉輪接著在園桶形葉輪的上端再安裝一個(gè)大直徑螺旋槳葉輪，該螺旋槳葉片為彈性材料制成，該風(fēng)車(chē)具有低風(fēng)速加速旋轉(zhuǎn)特性和高風(fēng)速或颶風(fēng)過(guò)載衰減和釋放能量特性，主要用途地面拉索式高空風(fēng)力發(fā)電，用于民用航空飛行器的動(dòng)力裝置、艦船節(jié)能用輔助動(dòng)力裝置、三輪車(chē)、電動(dòng)車(chē)和自行車(chē)的輔助動(dòng)力裝置。
文檔編號(hào)F03D3/06GK103161658SQ20111041189
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者孫言明, 曾慶川 申請(qǐng)人:武漢孫言明太陽(yáng)能科技有限公司